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Blausäure
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Blausäure
Molekülmodell von Blausäure
Allgemein
Molekularformel	HCN
IUPAC-Name	Blausäure
Andere Namen	Blausäure, Blausäure, Formonitril, Methannitril
Molmasse	27,04 g/Maulwurf
LÄCHELN	C#N
in Chile	1/CHN/c1-2/h1H
CAS-Nummer	74-90-8
EG-Nummer	200-821-6
PubChem	768
Beschreibung	Farbloses Gas, farblose bis hellblaue Flüssigkeit, schwache Säure
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
Achtung
H-Sätze	H224 - H330 - H400 - H410
EUH-Sätze	Nein
P-Sätze	Nein
EG-Indexnummer	006-006-00-X
MAC-Wert	11 mg/m³
LD50 (Mäuse)	1mg/kg
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Farbe	farblos bis sehr hellblau
Dichte	0,6876 g/cm³
Schmelzpunkt	−13,24 °C
Siedepunkt	25,6 °C
Flammpunkt	−18 °C
Selbstentzündungstemperatur	538 °C
Dampfdruck	82600 Pa
Geometrie und Kristallstruktur
Dipolmoment	2,98 D
Gleichgewichtskonstante(n)	Pkein = 9,36
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Blausäure oder Blausäure ist ein anorganische Verbindung von Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff-, Mit als Bruttoformel HCN. Es ist ein extrem giftiges farbloses bis sehr helles Blau flüssig, der rechts oben Zimmertemperatur kocht. Es ist ein schwache Säure und es ist gut löslich in Wasser.

Die toxische Wirkung von Blausäure beruht auf der Störung der ATP-Produktion in der Mitochondrien. Blausäure riecht nach Mandeln, obwohl ein genetischer Defekt seine Wahrnehmung bei einigen behindert.^[1] Auch der Salze von Blausäure, die Zyanide, sind hochgiftige Verbindungen. Zum Beispiel die tödliche Dosis von Kaliumcyanid (KCN) für eine durchschnittliche Person unter einem Gramm: die LD₅₀ beträgt 2,857 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht.

Geschichte

In 1752 entdeckte den französischen Chemiker Pierre-Joseph Macquer die Zusammensetzung des Farbstoffs Preußischblau. Der Farbstoff besteht aus einer komplexen Zusammensetzung von hydratisierten Eisen(III)-cyanid, die umgewandelt werden kann in Eisen(III)-oxid und gasförmige Blausäure. 1783 wurde Blausäure von den Schweden in reiner Form abstrahiert Carl Wilhelm Scheele und der Stoff hat den deutschen Namen bekommen Blausaure (wörtlich: Blausäure). Dieser Name leitet sich von seiner Herkunft aus dem Preußischblau und der Säure des Stoffes ab. 1787 hat der französische Chemiker Claude-Louis Berthollet weist darauf hin, dass Blausäure keinen Sauerstoff enthält. Dies war eine wichtige Korrektur der Theorie, dass jede Säure ein Sauerstoffatom enthalten sollte. Im Jahr 1815, Louis Gay-Lussac bestimmte die chemische Struktur von Blausäure.^[2]

Zu Beginn des 20. Jahrhundert Blausäure wurde als Potenzial erkannt Pestizid.^[3] Erst einige Jahrzehnte später wurde es tatsächlich als Pestizid eingesetzt. Dies lag daran, dass zunächst einige Probleme mit der Anwendung gelöst werden mussten. Zunächst musste Blausäure nicht mehr vor Ort, sondern in einer Fabrik synthetisiert werden. Eine zweite Verbesserung wurde von Dr. Walter Heerdt vorgenommen.^[4] Er wandte das Zyklon-Verfahren an: Einem Stoff, der als Träger diente, wurde flüssige Blausäure zugesetzt. Dadurch kann das Gas besser transportiert und genutzt werden, ohne den Benutzer zu gefährden. Es kann sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen lange gelagert werden.

Ab Anfang 1942 Zyklon B, der Buchstabe B von Blausäure, angewendet von der Nazi-Regime in den Konzentrations- und Vernichtungslagern Auschwitz-Birkenau und majdanek wie tödliches Gift. Blausäure nachgefragt während der Holocaust das Leben von 1,2 Millionen Menschen.^[5]

Gängige Formen

Reine wasserfreie Blausäure ist ein instabiler Gefahrstoff, der zu spontanen Veränderungen neigt.^[6] Verschiedene Pflanzen der Gattung Prunus, einschließlich der Sauerkirsche und der Mandelbaum nach Behandlung mit Wasser ein flüchtiges Öl mit Blausäure ausscheiden. Blausäure entsteht aus einer Reaktion von Wasser mit amygdalin, Ein Glykosid davon Pflanzen. Durch das Enzym Emulsin, Wasser und Amygdalin werden in Blausäure und ein ätherisches Öl umgewandelt.^[6] Dies ist zum Beispiel bei den Samen einiger Früchte wie (bitter) Mandeln.

Es wurde auch gezeigt, dass Blausäure und die protoniert Form davon (HCNH) im Weltraum auftreten. Das Gas kann mit Teleskopen beobachtet werden.^[7]

Synthese

Blausäure wird durch sauerstoffreiche Luft und eine Mischung aus Methan und Ammoniak über einen Platin-Katalysator zu Blausäure und Wasserstoffgas reagieren. Das wird es sein Andrussow-Prozess namens:

${displaystyle {ce {CH4 NH3 -> HCN 3H2}}}$

Die Herstellung von Blausäure im industriellen Maßstab erfolgt über dieses Verfahren.^[8]

Eine alternative Synthese ist die Behandlung von a anorganisch Zyanid (wie Natriumcyanid) mit einer Säure.

${displaystyle {ce {NaCN H -> HCN Na }}}$

Denn Blausäure ist a schwache Säure das Cyanid-Anion wird glatt protoniert in Gegenwart einer stärkeren Säure (wie z Schwefelsäure).

Es gibt auch eine andere experimentelle Synthese für Blausäure. Kohlenstoff reagiert mit Ammoniak unter dem Einfluss von Strahlung zwischen 0,01 und 3 GHz. Die Strahlungsquelle hat eine Leistung von 3000 Watt. Die verwendete Gesamtstrahlung beträgt 2 kWh/kg. Da ist auch ein Metall als Katalysator benötigt. Metalle, die dafür verwendet werden können, sind Rhodium, Platin, Nickel, Kobalt, das Blei, Silber-, Käufer, Ruthenium und Wolfram. Dies ist eine sehr experimentelle Methode.^[9]

${displaystyle {ce{C NH3 -> HCN H2}}}$

Struktur und Reaktivität

Blausäure ist ein kleines lineares Molekül von Dreifachbindung zwischen Kohlenstoff und Stickstoff. Das Molekül zeigt schwach Van-der-Waals-Kräfte, weshalb es Siedepunkt relativ niedrig (ca. 26 °C). Blausäure ist bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit, die sehr leicht verdunstet. Beim Erhitzen kann Blausäure explosiv polymerisieren; Um dies zu vermeiden, sollte es nur in einem stabilisierten Zustand gelagert werden. Als Stabilisatoren können Ameisensäure oder Schwefeldioxid verwendet werden. Blausäure ist eine schwache Säure mit a Pk_ein ab 9.36. In Lösung zerfällt die Säure in eine Proton und im Cyanid-Anion:^[10]

${displaystyle {ce {HCN <=> HCN-}}}$

Anwendungen

Cyanwasserstoff wird im industriellen Maßstab hergestellt, weil er leicht mit Metallen ist Komplexe Formen. Zum Beispiel wird es verwendet, um Gold aus bestimmten herausziehen Erze:

${Displaystil {ce {4Au 8HCN O2 4OH- -> 4[Au(CN)2]-6H2O}}}$

Die Lösung des Goldkomplexes ist dann reduziert von Zink.

Darüber hinaus wird Blausäure bei der Synthese von Adipodinitril und Acetoncyanhydrin, beide Zwischenprodukte bei der Herstellung von Kunststoffe.

Toxikokinetik

Adsorption

Blausäure ist ein kleines, fettlösliches Molekül. Dadurch diffundiert es schnell durch die Membranen von Alveolen. Danach erfolgt die Verteilung im gesamten Karosserie Platz, die Aufnahme durch die Magen geht auch schnell. Das saure Milieu begünstigt die nichtionisierte Form, die durch passive Diffusion schneller durch die Magenwand gelangen kann. Cyanid, das vom Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird, ist Leber metabolisiert. Bei der Einnahme von Cyanidsalzen wird das Cyanid-Anion im Magen auf dem gleichen Weg wie Blausäure protoniert.^[11]

Blausäure ist lipophil: wenn das Haut mit flüssiger Blausäure in Kontakt kommt, wird diese ebenfalls aufgenommen.^[12]

Stoffwechsel

Das Cyanid-Anion wird in der Leber in das lösliche . umgewandelt Thiocyanat. Etwa 80 % des Cyanids werden auf diese Weise entgiftet.^[13] Die Umwandlung erfolgt in den Mitochondrien durch das Enzym Rhodanese. Die Umwandlung in Thiocyanat ist irreversibel und das Thiocyanat kann Urin werden ausgeschieden. Es ist daher unwahrscheinlich, dass sich Thiocyanat im menschlichen Körper anreichert. Kleine Mengen an freiem Cyanid können auch durch den Lunge, Schweiß, Speichel und Urin werden ausgeschieden.

Cyanid kann Komplexe bilden mit Kobalt in Hydroxocobalamin, gefolgt von Cyanocobalamin, einer häufigen Form von Vitamin B12, entsteht.

Toxikodynamik

Cyanid bindet reversibel an die Cytochrom A3Komplex, auch bekannt als Cytochromoxidase oder Komplex IV, in den Mitochondrien von Zellen. Dies ist der letzte Komplex, der an der oxidative Phosphorylierung. Der Komplex transportiert Elektronen zu Sauerstoff, das dann zu Wasser reduziert wird. Das Cyanid bindet an das Fe³ Ion in Cytochrom A3.^[14] Nach Bindung von Cyanid wird der Elektronentransport gehemmt, was sich schnell auf den Zellstoffwechsel auswirkt. Der Elektronentransport ist mit der ATP-Synthese verbunden. Diese Synthese wird durch die Verdrängung von Protonen in den Intermembranraum ermöglicht. Die Blockierung des Elektronentransports durch Cytochrom A3 sorgt dafür, dass auch keine Protonen bewegt werden. Dadurch findet keine ATP-Synthese mehr statt und es wird auf umgestellt anaerob Stoffwechsel. Es nervöses System und der Gehirn kann bei niedrigen ATP-Werten nicht richtig funktionieren, zusätzlich steigt die Menge Milchsäure, was zu Sauerstoffmangel und Azidose.^[15] Dies kann ein Herzstillstand zur Folge haben. Die toxische Wirkung von Cyanid lässt sich schnell umkehren Gegenmittel verabreicht werden, dies sollte jedoch innerhalb von 2-4 Stunden erfolgen.

Exposition und Symptome

Akute Exposition

Akute Exposition kann zu allgemeiner Schwäche führen, KopfschmerzenVerwechslung, Schwindel, Ermüdung, Panik, Kurzatmigkeit, Brechreiz und sich erbrechen. Die Kurzatmigkeit kann eine Person in A Koma berühren. Letztendlich kann dies zum Tod führen. Bei hohen Dosen von Blausäure tritt sofortige Bewusstlosigkeit mit anschließendem Tod ein.^[16]

Chronische Exposition

Chronische Exposition kann zu den gleichen Symptomen führen. Es kann auch zu Reizungen des Haut und Nase. Die Schilddrüse werde auch sensibel dafür.

Inhalation

Die Wirkung von Blausäure ist stark konzentrationsabhängig. Niedrige Konzentrationen verursachen klassische Zyanid-Vergiftungssymptome, führen jedoch nicht sofort zum Tod. Höhere Zyanidkonzentrationen im Körper sind tödlich.^[17]

Tabelle 1: Zeit bis zum Tod durch Inhalation einer Cyanwasserstoffdosis

Oral

Cyanid kann nach Einnahme schnell zu unspezifischen Effekten auf die zentrales Nervensystem, das Herz und der Atmung. Eine schwere Vergiftung führt zu Kurzatmigkeit, Krämpfe und Tod.^[7] Das TDLO^[18] ist weniger als 1 mg kg⁻¹.^[19]

Hautaufnahme

Bei Aufnahme durch unbeschädigte Haut kann es zu Vergiftungen kommen, diese sind bei Aufnahme durch geschädigte Haut schwerwiegender. Die LD50 für die Aufnahme über die Haut ist relativ hoch, sie beträgt 100 mg/kg⁻¹.^[20]

Tierexposition

Auch für Tiere ist Blausäure ein starkes und starkes Gift. Die Sauerstoffaufnahme in die Organe wird reduziert. Gehirn und Herz sind dafür besonders empfindlich.

Tabelle 2: Letale Konzentrationen bei Ratten^[21]

Cyanwasserstoff-exponierte Tiere zeigten auch Schäden an den Sehnerven (Sehnerven) und am Retina. Wiederholte Exposition verursachte eine Verschlechterung des Myelinscheide um Nervenenden bei Ratten und Affen.^[22]

Therapie

Ein erschwerender Faktor bei der Behandlung einer Blausäurevergiftung ist die Geschwindigkeit, mit der sie einsetzt.^[15][23] Obwohl die genauen Behandlungsprotokolle je nach Einrichtung oder Situation unterschiedlich sein können, besteht die Entgiftung einer Blausäurevergiftung im Allgemeinen aus zwei Phasen.^[24] Der erste Schritt besteht darin, das Cyanid aus der Cytochrom-c-Oxidase freizusetzen. Dies geschieht häufig durch Induktion von Methämoglobin unter Verwendung von 4-DMAP; derzeit wird jedoch bevorzugt Hydroxocobalamin verabreicht, mit dem Vorteil, dass kein Methämoglobin gebildet wird. Sowohl Methämoglobin als auch Cobalamin haben eine höhere Affinität für Cyanid als die Cytochrom-c-Oxidase. In Ausnahmefällen Nitrit (Amylnitrit, durch Inhalation und/oder Natriumnitrit, intravenös). Nitrit verursacht jedoch einen starken Rückgang der Blutdruck. Überschüssige Methämoglobinbildung kann mit einer Dosis kontrolliert werden Methylenblau. Der zweite Schritt besteht in der Verabreichung Thiosulfat, das mit Cyanid reagiert, um das relativ harmlose Thiocyanat. Dies kann ganz einfach durch die Nieren werden ausgeschieden. Das Thiosulfat wird üblicherweise in 50 ml-Ampullen intravenös verabreicht; diese enthalten 12,5 Gramm Thiosulfat, was in der Regel ausreichend ist. Bei anhaltenden Symptomen können halbe Thiosulfatdosen wiederholt werden.

Siehe auch

• Liste giftiger Gase

Externe Links

• (und) Sicherheitsdatenblatt von Blausäure
• (und) Daten von Blausäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des Deutschen Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (WENN EINE) (JavaScript erforderlich)
•  Internationale Chemikaliensicherheitskarte von Blausäure